yhceb_posobie

ведения работ, связанных с выделением газов и паров тяжелее воздуха, можно применять шкафы с нижним отсосом (рис_ 5.6, б, г). Удобен в работе вытяжной шкаф с комбинированным удалением воздуха (рис. 5.6, в). Портативный| шкаф с горизонтальной «улиткой» и боковым отсосом воздуха (рис. 5.6, д) рекомендуется при работе с пылящими веществами, так как «улитка», создавая вращение воздуха, способствует осаждению крупных примесей и пыли.

Скорость движения воздуха в створе шкафа должна быть не менее 0,5-0,7 м/с при удалении паров и газов нетоксических и малотоксических веществ и 1,0— 1,5 л /с при удалении сильнодействующих ядовитых веществ (пары ртути, свинца, цианистые соединения и т.п.).

Всасывающие панели рекомендуется устанавливать в качестве местных отсосов при работах, сопровождающихся выделением вредных газов и пыли. Благодаря наклонному расположению всасывающего отверстия поток загрязненного воздуха отклоняется от зоны дыхания ра6отающего. Площадь эффективного сечения всасывающей панели должна составлять 23% от общей площади. Рекомендуется принимать следующие скорости движения воздуха в эффективном сечении панелей: для вредных паров и газов без пыли - 2-3,5 м/с, а в смеси с горячей дисперсной пылью — 3,5—4,5 м/с. Панель функционирует эффективно в том случае, если на 1 м2 ее площади приходится 3300 м3/ч удаляемого воздуха.

Бортовые отсосы предусматривают в случаях, когда к соответствующим устройствам необходим доступ или подача изделий для обработки осуществляется с помощью грузоподъемных механизмов, т.е. пространство над поверхностью выделения вредных веществ должно быть свободным. Принцип действия бортовых отсосов, представляющих собой щелевидные воздуховоды размером 40-100 мм, состоит в том, что засасываемый в щель воздух, двигаясь над поверхностью ванны, увлекает за собой вредные выделения, не давая им распространиться по производственному помещению.

В системе местной приточной вентиляции подача приточного воздуха производится непосредственно в зону нахождения рабочего, т.е. требуемое качество воздушной среды обеспечивается только в этой зоне.

Местная приточная вентиляция выполняется в виде воздушных душей, воздушных и тепловых завес. Воздушные души используются в горячих цехах или в случаях, когда достижение требуемых условий воздушной среды при помощи общеобменной вентиляции связано с перемещением больших масс воздуха.

Воздушный душ представляет собой направленный на рабочего поток воздуха, действие которого основано на увеличении отдачи теплоты человеком при возрастании скорости обдувающего воздуха. Скорость обдува составляет от 1 до 3,5 м/с в зависимости от интенсивности теплового облучения. Воздух для обдува работающих предварительно может нагреваться или охлаждаться в зависимости от периода года и места его забора. Воздухораспределители для душирования рабочих мест оборудуются уст-

151

ройствами для регулирования расхода и направления струи в горизонтальной плоскости на угол до 180° и в вертикальной плоскости - на 30°.

Водовоздушные души применяют в тех случаях, когда температура воздуха на рабочем месте превышает 30 °С.

Воздушные и воздушно-тепловые завесы служат для предупреждения проникновения холодного воздуха внутрь зданий при открывании наружных дверей или ворот. Они применяются в случаях, если наружные двери (ворота), ведущие в цехи, складские помещения, вестибюли и т.д., открываются чаще пяти раз или открыты не менее 40 мин в смену, а также у технологических проемов отапливаемых зданий в районах с расчетной температурой наружного воздуха ниже -15°С (рис. 5.7).

Рис. 5.7. Схемы воздушных завес:

а- с нижнейподачейвоздуха; б- сбоковойдвухстороннейподачейвоздуха;

в- с односторонней подачей воздуха; г - деталь щели; b и Н — ширина и высотаворот(дверей) соответственно; h – ширинащели

Для создания воздушной завесы воздух подается в виде плоской струи на всю ширину и высоту дверей (ворот) из канала, находящегося снизу или с боков последних. Воздух для создания воздушных завес обычно забирается из помещения и подогревается так, чтобы при смешивании его с наружным воздухом температура смеси отличалась более чем на 2-5 °С от температуры воздуха в помещении.

Температуру воздуха, подаваемого воздушно-тепловыми завесами, следует принимать не выше 50 °С у наружных дверей и не выше 70 °С у наружных ворот и про-

152

емов. Воздух подается струей под углом 30-45° по отношению к плоскости дверей (ворот).

Система, в которой сочетаются элементы общеобменной и местной вентиляции, называется комбинированная системой вентиляции. Такая система устраивается в тех случаях, когда все выделяющиеся вредные вещества невозможно удалить местными вытяжными устройствами.

Отопление, вентиляцию и кондиционирование следует проектировать, используя тепловые вторичные энергетические ресурсы (ВЭР) воздуха, удаляемого системами общеобменной вентиляции, кондиционирования и местных отсосов, а также тепло- и холодоносителей технологических установок.

Аварийная вентиляция представляет собой, как правило, самостоятельную вентиляционную установку и применяется для обеспечения безопасности эксплуатации взрыво- и пожароопасных производств, а также производств, связанных с использованием вредных веществ. Ее устраивают в тех производственных помещениях, в которых возможно внезапное поступление больших количеств вредных или горючих газов, паров или аэрозолей.

Для аварийной вентиляции можно использовать:

•основные системы вытяжной общеобменной вентиляции с резервными вентиляторами, рассчитанными на аварийный расход воздуха;

•системы аварийной вытяжной вентиляции в дополнение к основным системам, если расход воздуха основных систем не полностью обеспечивает аварийный воздухообмен, с резервными вентиляторами для основных систем;

•только системы аварийной вытяжной вентиляции, если использование основных систем невозможно или нецелесообразно;

•только системы аварийной приточной вентиляции для одноэтажных зданий.

Для автоматического включения аварийную вентиляцию коммутируют с автоматическими газоанализаторами, установленными либо на величину ПДК, либо на величину нижнего концентрационного предела распространения пламени для взрывоопасных смесей. Аварийная вентиляция устраивается только вытяжной для предотвращения перетока вредных или взрывоопасных веществ в соседние помещения. Кратность вытяжной вентиляции определяется отраслевыми правилами техники безопасности и производственной санитарии и может колебаться в широких пределах.

Если в ведомственных нормативных документах отсутствуют указания о воздухообмене аварийной вентиляции, то следует иметь в виду, что аварийная вентиляция вместе с постоянно действующей должны обеспечивать кратность воздухообмена в помещении не менее восьми. Такой воздухообмен рекомендован нормами и является минимальным.

153

Механическая вентиляция. В системах механической вентиляции движение воздуха осуществляется вентиляторами и в некоторых случаях эжекторами.

Приточная вентиляция. Установки приточной вентиляции обычно состоят из (рис. 5.8, а): воздухозаборного устройства (воздухоприемника) 1 для забора чистого воздуха, устанавливаемого снаружи здания в тех местах, где содержание вредных веществ минимально (или они отсутствуют вообще); воздуховодов 2, по которым воздух подается в помещение; фильтров 3 для очистки воздуха от пыли; калориферов 4, где воздух нагревается; вентилятора 5; приточных отверстий или насадков 6, через которые воздух попадает в помещение (воздух может подаваться сосредоточенно или равномерно по помещению); регулирующих устройств, устанавливаемых в воздухоприемном устройстве и на ответвлениях воздуховодов.

Фильтр, калориферы и вентилятор обычно устанавливают в одном помещении, в так называемой вентиляционной камере. Воздух подается в рабочую зону, причем скорости выхода воздуха ограничены допустимым шумом и подвижностью воздуха на рабочем месте.

Рис. 5.8 Механическая вентиляция: а - приточная; б - вытяжная; в - приточ- но-вытяжная с рециркуляцией

Вытяжная вентиляция. Установки вытяжной вентиляции состоят (рис. 5.8, б) из вытяжных отверстий или насадков 7, через которые воздух удаляется из помещения; вентилятора 5, воздуховодов 2; устройства для очистки воздуха от пыли или газов 5, устанавливаемого в тех случаях, если выбрасываемый воздух необходимо

154

очищать с целью обеспечения нормативных концентраций вредных веществ в выбрасываемом воздухе и в воздухе населенных мест, а также в приточном воздухе, подаваемом в производственные здания; устройства для выброса воздуха 9, которое должно быть расположено на 1-1,5 м выше конька крыши.

При работе вытяжной системе чистый воздух поступает в помещение через неплотности в ограждающих конструкциях. В ряде случаев это обстоятельство является серьезным недостатком данной системы вентиляции, так как неорганизованный приток холодного воздуха (сквозняки) может вызвать простудные заболевания.

Приточно-вытяжная вентиляция. В этой системе воздух подается в помещение приточной вентиляцией, а удаляется вытяжной вентиляцией (см. рис. 5.8, а и б), работающими одновременно.

Место расположения приточных и вытяжных воздуховодов, отверстий и насадков, количество подаваемого и вытягиваемого воздуха выбирается с учетом требований, предъявляемых к системе вентиляции.

Место для забора свежего воздуха выбирается с учетом направления ветра, с наветренной стороны по отношению к выбросным отверстиям, вдали от мест загрязнений.

Приточно-вытяжная вентиляция с рециркуляцией (рис. 5,8, в) характерна тем, что воздух, отсасываемый из помещения 10 вытяжной системой, частично повторно подают в это помещение через приточную систему, соединенную с вытяжной системой воздуховодом 11. Регулировка количества свежего, вторичного и выбрасываемого воздуха производится клапанами 12. В результате использования такой системы вентиляции достигается экономия расходуемой теплоты на нагрев воздуха в холодное

время года и на его очистку для рециркуля-

ции разрешается
использовать воздух помещений, в
которых отсутствуют выделения
вредных веществ или выделяю-	6
щиеся вещества относятся к 4-му
классу опасности, причем концен-
трация этих веществ в подаваемом
в помещение воздухе не превышает	4
0,3 <qпдк.
Эжекторы, применяют в вытяжных	2
системах в тех случаях, если

необходимо удалить очень агрессивную среду, пыль, способную к взрыву,

155

или легко воспламеняющиеся	↑из помещения
	Рис.5.9. Эжектор

взрывоопасные газы. Принцип действия эжектора

заключается в следующем (рис. 5.9). Воздух, нагнетаемый расположенным вне вентилируемого помещения компрессором или вентилятором высокого давления, подводится по трубе 1 к соплу 2 и, выходя из него с большой скоростью, создает за счет эжекции разрежение в камере 3, куда подсасывается воздух из помещения. В конфузоре 4 и горловине 5 происходит перемешивание эжектируемого (из помещения) и эжектирующего воздуха. Диффузор 6 служит для преобразования динамического давления в статическое. Недостатком эжектора является низкий КПД, не превышающий 0,25.

Кондиционирование воздуха. Наиболее современным способом обеспечения оптимальных параметров микроклимата в помещениях является кондиционирование воздуха. В соответствии с СНБ 4.02.01-03 кондиционирование воздуха - это автоматическое поддержание в закрытых помещениях всех или отдельных параметров воздуха (температуры, относительной влажности, чистоты, скорости движения) с целью обеспечения, главным образом, оптимальных метеорологических условий, наиболее благоприятных для самочувствия людей, ведения технологического процесса, сохранения ценностей культуры.

В общем случае под кондиционированием понимается нагревание или охлаждение, увлажнение или осушка воздуха и очистка его от пыли. Используются различные типы кондиционеров, которые в зависимости от расхода воз духа подразделяются на промышленные, полупромышленные и бытовые.

При низком качестве кондиционеров и несовершенной технологии их обслуживания в рабочих секциях возможно накопление микроорганизмов, в том числе и патогенных. В мировой и отечественной практике известны случаи, когда кондиционеры являлись источником инфекционных заболеваний людей. Поэтому в современных кондиционерах предусмотрена реализация дополнительных операций - обеззараживания, дезодорации, ароматизации, ионизации воздуха и др.

Различают системы комфортного кондиционирования, обеспечивающие в помещении постоянные комфортные условия для человека, и системы технологического кондиционирования, предназначенные для поддержания в производственном помещении требуемых технологическим процессом условий.

Кондиционеры бывают центральные (на несколько помещений, рис 5.10 ) и местные (на одно помещение), производственные и бытовые.

156

Рис. 5.10. Схема центрального кондиционера

1 – воздушная заслонка; 2 – воздушный фильтр; 3 – калорифер первого подогрева; 4 – каплеуловитель; 5 – форсунки; 6 – калорифер второго подогрева; 7 – вентилятор

5.6.2 Расчет основных параметров систем вентиляции

Наружный воздух в зимнее время поступает через проемы, расположенные на высоте 4-7 м от пола. Высота принимается с таким расчетом, чтобы холодный наружный воздух, опускаясь до рабочей зоны, успел достаточно нагреться за счет перемешивания с теплым воздухом помещения.

157

Рис. 5.11. Аэрация зданий: а — распределение давления воздуха в здании цеха; б — незадуваемый фонарь

Меняя положение створок, можно регулировать воздухообмен.

Температура воздуха внутри цеха вследствие выделения избытков явной теплоты бывает, как правило, выше температуры наружного воздуха tн. Следовательно, плотность наружного воздуха рн больше плотности воздуха внутри цеха, что обусловливает наличие разности давлений наружного и внутреннего воздуха. На определенной высоте помещения, в так называемой плоскости равных давлений, расположенной примерно на середине высоты здания цеха, эта разность равна нулю.

Ниже плоскости равных давлений существует разрежение (Па), обусловливающее поступление наружного воздуха:

∆ρ1=h1g(ρн – ρср.н),

где ρср.н — средняя плотность воздуха в помещении, кг/м3, соответствующая средней температуре воздуха в помещении tср.п, определяемая по формуле tср.п = (tр.з + tвыт)/2; здесь tр.з и tвыт — температуры воздуха в рабочей зоне и воздуха, удаляемого из помещения; h1 — расстояние от середины нижних отверстий до плоскости равных давлений, м.

Выше плоскости равных давлений существует избыточное давление (Па), которое на уровне центра верхних отверстий составляет ∆р2=h2g(ρн-ρср.п), где h2 - расстояние от плоскости равных давлений до центра верхних отверстий, м.

Это давление, направленное наружу цеха, вызывает вытяжку воздуха.

158

Общая величина гравитационного давления (Па), под влиянием которого происходит воздухообмен в помещении, равна сумме давлений на уровне нижних и верхних проемов:

рг = ∆р1 + ∆р2=hg(ρн - ρср.п).

(5.1)

При расчете аэрации определяют площадь проемов. Расчет производят для летнего времени, как самого неблагоприятного для аэрации. В начале расчета обычно задаются площадью нижних проемов F1. Зная необходимое количество воздуха L (м3/ч), по избыткам явной теплоты определяют скорость воздуха в нижних проемах (м/с): v1 =L / μF1, где μ — коэффициент расхода, величина которого зависит от конструкции створок и угла их открытия, μ = 0,15...0,65.

Затем определяют потери давления в нижних проемах (Па) ∆p1 = ρнv2/2 и величину рг по формуле. Рассчитывают температуру уходящего воздуха по формуле tвыт = tн+ (10... 15) и определяют по таблицам или известным формулам плотность ρн и ρср п, соответствующую температурам tн и tср п.

После этого находят избыточное давление в плоскости верхних вытяжных проемов ∆p2 =pг - ∆p1 и необходимую их площадь (м2):

F2 = L/μv2= ( μ ΔΡ2 2/ ρ ),

При обдувании зданий ветром с наветренной стороны создается повышенное давление воздуха, а на заветренной стороне — разрежение, значения которых могут быть определены по формуле

Pветр. = αv2 вρ/2, где pветр – избыточное давление ветра или разряжения, Па; vв –скорость ветра, м/с; α – аэродинамический коэффициент,

зависящий от конфигурации здания и определяемый по результатам обдува модели ( величина α обычно составляет 0,7 – 0,85 для

наветренной стороны и от 0,3 до – 0,45 для заветренной стороны). Под напором воздуха с наветренной стороны наружный воздух будет поступать

через нижние проемы и, распространяясь в нижней части здания, вытеснять более нагретый и загрязненный воздух через проемы в фонаре здания наружу. Таким образом, действие ветра усиливает воздухообмен, происходящий за счет гравитационного давления, а в ряде случаев (в жаркие дни) является основным действующим фактором.

Расчет аэрации при совместном действии ветра и избытков явной теплоты производят аналогично приведенному выше. При этом дополнительно к давлениям воздуха, возникающим вследствие разности температур, прибавляют или вычитают давления, создаваемые ветром.

При задувании ветра в верхние проемы в фонаре здания потоки наружного воздуха опускаются вниз, где смешиваются с пылью и газами и попадают в рабочую зо-

159

ну. В этом случае уменьшается воздухообмен, повышается температура воздуха в рабочей зоне, т. е. задувание ветра приводит к ухудшению условий труда. Для исключения этого явления устраивают так называемые незадуваемые фонари, в которых используют ветрозащитные щиты. За счет срыва струй ветра с заветренной стороны щита (у проема) всегда имеет место разрежение и тем большее, чем выше скорость ветра, поэтому незадуваемые фонари работают на вытяжку при любых направлениях ветра.

Преимуществом аэрации является то, что большие объемы воздуха (до нескольких миллионов кубических метров в час) подаются и удаляются без применения вентиляторов и воздуховодов. Система аэрации значительно дешевле механических систем вентиляции; она является мощным средством для борьбы с избытками выделения явной теплоты в горячих цехах.

Наряду с преимуществами аэрация имеет существенные недостатки, а именно: в летнее время эффективность аэрации может значительно снижаться вследствие повышения температуры наружного воздуха, особенно в безветренную погоду; кроме того, поступающий в помещение воздух не обрабатывается ( не очищается, не охлаждается).

Количество воздуха, которое необходимо удалить из помещения с помощью местной вытяжной вентиляции (в виде укрытий, отсосов), определяется по формуле

Lмес = 3600 • S • V, м3/ч,

где S— площадь открытых проемов отверстий, через которые засасывается воздух, м2; V— необходимая скорость движения воздуха в этих проемах и отверстиях, величина которой зависит от типа вытяжного устройства и класса опасности вредных веществ, м/с. При ПДК вредных веществ > 100 мг/м3 эта скорость принимается равной 0,5-0,7 м/с: при ПДК < 100 мг/м3 соответственно V- 0,7-1,0 м/с; при чрезвычайно и высокоопасных веществах (ПДК < 1,0 м/с), V- 1,5-1,7 м/с.

При расчете механической вентиляции подбирают вентилятор требуемой производительности и определяют окружную скорость на лопатках вентилятора изусловия наименьшего производимого шума.

5.6.3 Расчет необходимого воздухообмена

При проектировании и расчете вентиляции учитываются климатическая время года, наличие в воздушной среде вредностей (избыточного тепла и влаги, газов, пыли и др.).

Если в воздух помещения выделяется одновременно несколько вредных веществ однонаправленного действия, то расчет общеобменной вентиляции производится путем суммирования объемов воздуха, необходимых для разбавления каждого вещества в отдельности до ПДК.

160